Dizajn kalupa često se zanemaruje kao faktor koji utječe na točnost i vijek trajanja termoelementa. Ipak, izgled šupljine, kanali za hlađenje, potpora razdjelnika i pristupačnost utječu na to koliko će termoelement raditi dobro. Ovaj članak pokriva razmatranja dizajna kalupa koja optimiziraju funkciju termoelementa.
Dubina i promjer otvora. Dizajn provrta termoelementa određuje toplinski kontakt. Provrt treba biti gladak, s promjerom koji odgovara sondi (npr. sonda od 1,5 mm u provrtu od 1,55 mm). Pretijesno, a umetanje je teško; previše labav, a zračni raspor smanjuje odziv. Dubina provrta trebala bi biti 5-10 mm duža od sonde kako bi se omogućilo toplinsko širenje bez izbijanja dna. Uvijek odredite zatvoren{11}}donji provrt kako biste spriječili ulazak taline.
Položaj provrta u odnosu na grijače. Termoelement treba postaviti između grijača i toka taline, ali ne izravno ispred uloška grijača. Dobro pravilo: postavite ga na sredinu grijane zone, 3–5 mm od površine grijača i 2–3 mm od kanala taline. U mlaznicama, vrh termoelementa često se postavlja točno iznad vrata, 180 stupnjeva suprotno od priključka grijača.
Blizina kanala za hlađenje. Rashladni vodovi u dnu kalupa mogu izvući toplinu iz razvodnika. Ako je termoelement preblizu kanalu za hlađenje, očitat će se da je hladniji od stvarne temperature taljenja. Održavajte razmak od najmanje 10 mm između provrta termoelementa i rashladnog voda. Upotrijebite termoizolacijske ploče za zaštitu razdjelnika od ohlađenih kalupnih ploča.
Potpora razdjelnika i toplinska ekspanzija. Razdjelnici se šire kada se zagrijavaju. Provrti termoelementa moraju se prilagoditi ovom širenju bez priklještenja sonde. Koristite provrte koji su otvoreni na jednom kraju kako bi sonda mogla klizati. Izbjegavajte uvlačenje termoelementa u krutu rupu koja može uzrokovati savijanje tijekom ekspanzije. Poželjni su dizajni s-oprugom.
Pristupačnost za održavanje. Dizajnirajte kalup tako da su konektori termoparova i razvodne kutije lako dostupni bez rastavljanja kalupa. Postavite konektore na stranu operatera ili na vrh kalupa. Upotrijebite brze-spojnice. Ako su konektori duboko zakopani, zamjena traje satima. Razmislite o korištenju kutnih konektora za ugradnju u uske prostore.
Kanali za usmjeravanje kabela. Dizajn kalupa trebao bi uključivati namjenske kanale za žice za termoelemente i grijaće kabele. Ovi kanali trebaju imati glatke rubove kako bi se spriječilo habanje. Usmjerite kabele dalje od mjesta uklještenja (npr. između polovica kalupa). Postavite stezaljke za rasterećenje na rubu kalupa.
Dizajn izolacijskog džepa. Razdjelnici su često okruženi zračnim otvorima ili izolacijskim jastučićima. Provrt termoelementa mora biti dostupan kroz izolaciju bez pritiskanja. Osigurajte da se provrt proteže kroz izolacijski sloj kako bi dosegao metal razdjelnika. Ako je izolacija debela, razmislite o termoelementu s dužom sondom.
Pristup području vrata. Za mlaznice zasuna ventila, vrh termoelementa mora biti blizu zasuna. Međutim, područje vrata često je tijesno. Dizajnirajte mlaznicu s namjenskom ravnom točkom ili kutnim otvorom za termoelement. Izbjegavajte postavljanje senzora izravno u mlaz taline jer može uzrokovati poremećaj protoka ili habanje.
Odabir materijala za komponente kalupa. Materijal razdjelnika i mlaznice utječe na provođenje topline. Očvrsli alatni čelici (npr. H13) imaju nižu toplinsku vodljivost od bakrenih legura. Termoparovi u čeličnim provrtima mogu reagirati sporije. Koristite berilij-bakar ili umetke od-legure bakra oko termoelementa kako biste poboljšali prijenos topline, ako to temperatura taline dopušta.
Strategija hlađenja za ujednačenost. Dizajn kalupa trebao bi uravnotežiti hlađenje kroz šupljine. Neravnomjerno hlađenje dovodi do nejednakih temperatura ploče kalupa, što se može provesti u razvodnik, uzrokujući lokalne vruće/hladne točke. Termoparovi će to odražavati, ali regulator ne može kompenzirati velike neravnoteže hlađenja. Dizajnirajte rashladne krugove simetrično.
Simulacija i provjera valjanosti. Prije izrade kalupa upotrijebite termičku analizu konačnih elemenata (FEA) za simulaciju raspodjele temperature. Postavite termoparove na predviđena vruća i hladna mjesta. Usporedite FEA rezultate sa stvarnim očitanjima nakon izgradnje; ovo potvrđuje i simulaciju i smještaj termoelementa.
Primjer lošeg dizajna. Kalup je imao provrt termoelementa izbušen okomito na grijač, ali je provrt presijecao liniju hlađenja. Termopar je očitao 5 stupnjeva niže od stvarnog, uzrokujući da regulator pregrije mlaznicu. Kalup je morao biti modificiran s novim mjestom provrta.
Kontrolni popis najboljih praksi za dizajnere. Navedite promjer provrta +0.05 mm preko sonde. Osigurajte dubinu > duljinu sonde + 2 mm. Postavite najmanje 10 mm od rashladnih vodova. Omogućite pristupačnost i usmjeravanje kabela. Koristite opružne-senzore. Uključite toplinsku izolaciju između razdjelnika i ploča kalupa. Dokumentirajte sve položaje termoelementa u crtežu kalupa.
